一种基于视觉伺服控制机器人的果实采摘方法技术

本申请揭示了一种基于视觉伺服控制机器人的果实采摘方法，将抛投设备和固定感光器件置于第一位置，得到固定感光图像；生成第一抛投路径、第二抛投路径和第三抛投路径；布设回收设备；进行同时旋转抛投处理，以抛投第一无线感光器件、第二无线感光器件和第三无线感光器件；接收第一无线感光器件和第二无线感光器件的第一感光图像序列和第二感光图像序列；接收所述第三无线感光器件的第三感光图像序列；生成所述待采摘果树上果实的空间位置；根据所述果实的空间位置，采用视觉伺服控制机器人进行果实采摘处理，在整个过程中不需要布设多个方位的感光器件，有利于整个方案的快速实施，提高果实采摘效率。提高果实采摘效率。提高果实采摘效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于视觉伺服控制机器人的果实采摘方法


[0001]本申请涉及到计算机领域，特别是涉及到一种基于视觉伺服控制机器人的果实采摘方法、装置、计算机设备和存储介质。

技术介绍

[0002]智慧农业领域中的果实采摘过程，需要先确定果实的空间位置，并在确定果实的空间位置后，采用机器人进行果实采摘。而传统技术中，存在采用计算机视觉的手段确定果实所在空间位置的方案，其以感光图像为依据(与电子地图中的全景图的构成方案类似)，来确定果实的空间位置，但是这种方案需要大量的感光图像，而现有技术在具体的果实采摘场景中，难以获取大量的不同方位的感光图像，因此适用性低。

技术实现思路

[0003]本申请提出一种基于视觉伺服控制机器人的果实采摘方法，包括以下步骤：
[0004]S1、将预设的抛投设备和固定感光器件置于第一位置，并采用所述固定感光器件对待采摘果树进行感光处理，以得到固定感光图像；
[0005]S2、根据预设的抛投路径生成方法，以所述固定感光图像为依据，生成第一抛投路径、第二抛投路径和第三抛投路径；其中，所述第一抛投路径和所述第二抛投路径平行，所述第一抛投路径和所述第三抛投路径不平行；
[0006]S3、在所述第一抛投路径、第二抛投路径和第三抛投路径的终点分别布设回收设备；
[0007]S4、采用所述抛投设备进行同时旋转抛投处理，以将第一无线感光器件、第二无线感光器件和第三无线感光器件分别沿所述第一抛投路径、第二抛投路径和第三抛投路径旋转抛投至回收设备；
[0008]S5、接收所述第一无线感光器件和第二无线感光器件分别沿所述第一抛投路径和第二抛投路径旋转抛投的过程中实时感光处理并发送的第一感光图像序列和第二感光图像序列；其中，所述第一无线感光器件和第二无线感光器件的旋转参数与感光参数相同，从而所述第一无线感光器件和第二无线感光器件在旋转抛投的过程中感测的区域相同；
[0009]S6、接收所述第三无线感光器件沿所述第三抛投路径旋转抛投的过程中实时感光处理并发送的第三感光图像序列；其中，所述第三无线感光器件旋转抛投的过程中感测的区域与所述第一无线感光器件旋转抛投的过程中感测的区域相同；
[0010]S7、以所述固定感光图像、所述第一感光图像序列、所述第二感光图像序列和所述第三感光图像序列为依据，生成所述待采摘果树上果实的空间位置；
[0011]S8、根据所述果实的空间位置，采用预设的视觉伺服控制机器人进行果实采摘处理。
[0012]进一步地，所述抛投设备能够同时抛投所述第一无线感光器件、第二无线感光器件和第三无线感光器件，并且所述第一无线感光器件、第二无线感光器件和第三无线感光
器件的抛投起点不同；所述根据预设的抛投路径生成方法，以所述固定感光图像为依据，生成第一抛投路径、第二抛投路径和第三抛投路径；其中，所述第一抛投路径和所述第二抛投路径平行，所述第一抛投路径和所述第三抛投路径不平行的步骤S2，包括：
[0013]S201、对所述固定感光图像进行区域划分处理，以在所述固定感光图像中划分出树干区域、枝叶区域和空白区域；
[0014]S202、获取所述固定感光图像的拍摄参数，并根据所述拍摄参数计算出所述待采摘果树与所述固定感光器件之间的距离；
[0015]S203、调取预设的除抛投方向外的标准抛投参数，并根据所述标准抛投参数，生成第一模拟抛投路径、第二模拟抛投路径和第三模拟抛投路径；
[0016]S204、调整所述第一模拟抛投路径、第二模拟抛投路径和第三模拟抛投路径的抛投方向，以使得所述第一模拟抛投路径、第二模拟抛投路径和第三模拟抛投路径符合预设条件；其中，所述预设条件为，所述第一模拟抛投路径和第二模拟抛投路径的抛投方向相同，所述第三模拟抛投路径的抛投方向与所述第一模拟抛投路径的抛投方向呈锐角；所述第一模拟抛投路径、第二模拟抛投路径和第三模拟抛投路径均不通过所述树干区域；
[0017]S205、将符合预设条件的第一模拟抛投路径、第二模拟抛投路径和第三模拟抛投路径分别记为第一抛投路径、第二抛投路径和第三抛投路径。
[0018]进一步地，所述在所述第一抛投路径、第二抛投路径和第三抛投路径的终点分别布设回收设备的步骤S3，包括：
[0019]S301、采用预设的第一无人机在所述第一抛投路径的终点和所述第二抛投路径的终点的连线中心位置布设第一拦截网；所述第一拦截网的网眼孔径小于预设的孔径阈值，以防止所述第一无线感光器件和所述第二无线感光器件穿透所述第一拦截网；
[0020]S302、采用预设的第二无人机在所述第三抛投路径的终点布设第二拦截网；所述第二拦截网的网眼孔径小于预设的孔径阈值，以防止所述第三无线感光器件穿透所述第二拦截网。
[0021]进一步地，所述第三无线感光器件上还设置有可伸缩侧翼和姿态调整芯片，所述姿态调整芯片与所述可伸缩侧翼信号连接，所述姿态调整芯片与所述第一无线感光器件和第二无线感光器件分别信号连接，所述可伸缩侧翼根据所述姿态调整芯片发送的控制信号执行展开或者收缩的操作；所述接收所述第三无线感光器件沿所述第三抛投路径旋转抛投的过程中实时感光处理并发送的第三感光图像序列；其中，所述第三无线感光器件旋转抛投的过程中感测的区域与所述第一无线感光器件旋转抛投的过程中感测的区域相同的步骤S6的同时，包括：
[0022]S601、所述姿态调整芯片实时获取所述第一无线感光器件、第二无线感光器件和第三无线感光器件的姿态参数；
[0023]S602、所述姿态调整芯片根据所述第一无线感光器件、第二无线感光器件和第三无线感光器件的姿态参数，向所述可伸缩侧翼发送控制信号，以使得所述可伸缩侧翼执行展开或者收缩的操作，从而以调整所述第三无线感光器件的转动惯量的方式，调整所述第三无线感光器件的角速度，保证所述第三无线感光器件旋转抛投的过程中感测的区域与所述第一无线感光器件旋转抛投的过程中感测的区域相同。
[0024]进一步地，所述第一无线感光器件、第二无线感光器件和第三无线感光器件在抛
投过程中均旋转多圈，所述以所述固定感光图像、所述第一感光图像序列、所述第二感光图像序列和所述第三感光图像序列为依据，生成所述待采摘果树上果实的空间位置的步骤S7，包括：
[0025]S701、以圈数为划分依据，对所述固定感光图像、所述第一感光图像序列、所述第二感光图像序列和所述第三感光图像序列分别进行划分处理，以对应得到多个一号感光图像子序列、多个二号感光图像子序列和三号感光图像子序列；
[0026]S702、根据所述第一无线感光器件、第二无线感光器件和第三无线感光器件的抛投参数，对所述多个一号感光图像子序列、多个二号感光图像子序列和三号感光图像子序列分别进行区域标注处理，以使所述多个一号感光图像子序列、多个二号感光图像子序列和三号感光图像子序列中的每幅图像均标注上感测处理的区域；
[0027]S703、以感测处理的区域相同为依据，分别对所述多个一号感光图像子序列、多个二号感光图像子序列本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于视觉伺服控制机器人的果实采摘方法，其特征在于，包括：S1、将预设的抛投设备和固定感光器件置于第一位置，并采用所述固定感光器件对待采摘果树进行感光处理，以得到固定感光图像；S2、根据预设的抛投路径生成方法，以所述固定感光图像为依据，生成第一抛投路径、第二抛投路径和第三抛投路径；其中，所述第一抛投路径和所述第二抛投路径平行，所述第一抛投路径和所述第三抛投路径不平行；S3、在所述第一抛投路径、第二抛投路径和第三抛投路径的终点分别布设回收设备；S4、采用所述抛投设备进行同时旋转抛投处理，以将第一无线感光器件、第二无线感光器件和第三无线感光器件分别沿所述第一抛投路径、第二抛投路径和第三抛投路径旋转抛投至回收设备；S5、接收所述第一无线感光器件和第二无线感光器件分别沿所述第一抛投路径和第二抛投路径旋转抛投的过程中实时感光处理并发送的第一感光图像序列和第二感光图像序列；其中，所述第一无线感光器件和第二无线感光器件的旋转参数与感光参数相同，从而所述第一无线感光器件和第二无线感光器件在旋转抛投的过程中感测的区域相同；S6、接收所述第三无线感光器件沿所述第三抛投路径旋转抛投的过程中实时感光处理并发送的第三感光图像序列；其中，所述第三无线感光器件旋转抛投的过程中感测的区域与所述第一无线感光器件旋转抛投的过程中感测的区域相同；S7、以所述固定感光图像、所述第一感光图像序列、所述第二感光图像序列和所述第三感光图像序列为依据，生成所述待采摘果树上果实的空间位置；S8、根据所述果实的空间位置，采用预设的视觉伺服控制机器人进行果实采摘处理。2.根据权利要求1所述的基于视觉伺服控制机器人的果实采摘方法，其特征在于，所述抛投设备能够同时抛投所述第一无线感光器件、第二无线感光器件和第三无线感光器件，并且所述第一无线感光器件、第二无线感光器件和第三无线感光器件的抛投起点不同；所述根据预设的抛投路径生成方法，以所述固定感光图像为依据，生成第一抛投路径、第二抛投路径和第三抛投路径；其中，所述第一抛投路径和所述第二抛投路径平行，所述第一抛投路径和所述第三抛投路径不平行的步骤S2，包括：S201、对所述固定感光图像进行区域划分处理，以在所述固定感光图像中划分出树干区域、枝叶区域和空白区域；S202、获取所述固定感光图像的拍摄参数，并根据所述拍摄参数计算出所述待采摘果树与所述固定感光器件之间的距离；S203、调取预设的除抛投方向外的标准抛投参数，并根据所述标准抛投参数，生成第一模拟抛投路径、第二模拟抛投路径和第三模拟抛投路径；S204、调整所述第一模拟抛投路径、第二模拟抛投路径和第三模拟抛投路径的抛投方向，以使得所述第一模拟抛投路径、第二模拟抛投路径和第三模拟抛投路径符合预设条件；其中，所述预设条件为，所述第一模拟抛投路径和第二模拟抛投路径的抛投方向相同，所述第三模拟抛投路径的抛投方向与所述第一模拟抛投路径的抛投方向呈锐角；所述第一模拟抛投路径、第二模拟抛投路径和第三模拟抛投路径均不通过所述树干区域；S205、将符合预设条件的第一模拟抛投路径、第二模拟抛投路径和第三模拟抛投路径分别记为第一抛投路径、第二抛投路径和第三抛投路径。
3.根据权利要求1所述的基于视觉伺服控制机器人的果实采摘方法，其特征在于，所述在所述第一抛投路径、第二抛投路径和第三抛投路径的终点分别布设回收设备的步骤S3，包括：S301、采用预设的第一无人机在所述第一抛投路径的终点和所述第二抛投路径的终点的连线中心位置布设第一拦截网；所述第一拦截网的网眼孔径小于预设的孔径阈值，以防止所述第一无线感光器件和所述第二无线感光器件穿透所述第一拦截网；S302、采用预设的第二无人机在所述第三抛投路径的终点布设第二拦截网；所述第二拦截网的网眼孔径小于预设的孔径阈值，以防止所述第三无线感光器件穿透所述第二拦截网。4.根据权利要求1所述的基于视觉伺服控制机器人的果实采摘方法，其特征在于，所述第三无线感光器件上还设置有可伸缩侧翼和姿态调整芯片，所述姿态调整芯片与所述可伸缩侧翼信号连接，所述姿态调整芯片与所述第一无线感光器件和第二无线感光器件分别信号连接，所述可伸缩侧翼根据所述姿态调整芯片发送的控制信号执行展开或者收缩的操作；所述接收所述第三无线感光器件沿所述第三抛投路径旋转抛投的过程...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐宇，符伊晴，李嘉豪，杨捷鹏，赵晋飞，陈尉钊，张晓迪，谭志平，郭琪伟，庄鑫财，黄华盛，侯超钧，庄家俊，苗爱敏，骆少明，
申请(专利权)人：广东技术师范大学，
类型：发明
国别省市：